第九章 节流机构

1、制冷原理与设备制冷原理与设备第9章 节流机构第9章 节流机构节流装置是节流装置是实现制冷循实现制冷循环所必须的环所必须的四个基本重四个基本重要组成部件要组成部件之一。之一。第9章 节流机构节流基本原理：节流基本原理：9.1 节流装置的作用和工作原理节流装置的作用和工作原理 当制冷剂流体通过一小当制冷剂流体通过一小孔时，一部分静压力转变为动压力，流速孔时，一部分静压力转变为动压力，流速急剧增大，成为湍流流动，流体发生扰动，急剧增大，成为湍流流动，流体发生扰动，摩擦阻力增加，静压下降，使流体达到降摩擦阻力增加，静压下降，使流体达到降压调节流量的目的压调节流量的目的 。在节流过程中的热。在节流过程中

2、的热量与动量都没有变化。量与动量都没有变化。节流装置的作用：节流装置的作用：二是根据系统负荷变化，二是根据系统负荷变化，调整调整进入蒸发器的制冷剂液体的进入蒸发器的制冷剂液体的流量流量。一是对从冷凝器中出来的高压液体制冷剂进行节流而一是对从冷凝器中出来的高压液体制冷剂进行节流而降压降压，保证冷凝器，保证冷凝器与蒸发器之间的压力差，使蒸发器中的液态制冷剂在较低的压力下蒸发与蒸发器之间的压力差，使蒸发器中的液态制冷剂在较低的压力下蒸发吸热，达到制冷目的；吸热，达到制冷目的；第9章 节流机构节流装置常见类型：节流装置常见类型：1.热力膨胀式热力膨胀式2.手动式手动式3.浮球式浮球式4.热电膨胀式热电

3、膨胀式5.电子式电子式6. 毛细管（不具备调节功能）毛细管（不具备调节功能）9.2 热力膨胀阀热力膨胀阀按照感温机构感受到的蒸发器出口制冷剂蒸气过热度的变按照感温机构感受到的蒸发器出口制冷剂蒸气过热度的变化来改变膨胀阀的开启度，自动调整流入蒸发器的制冷剂化来改变膨胀阀的开启度，自动调整流入蒸发器的制冷剂流量，使制冷剂流量始终与蒸发器的热负荷相匹配。流量，使制冷剂流量始终与蒸发器的热负荷相匹配。主要由阀体、感温包和毛细管组成。主要由阀体、感温包和毛细管组成。应用范围：应用范围：普遍用于氟利昂制冷系统中。普遍用于氟利昂制冷系统中。工作原理：工作原理：主要结构：主要结构：内平衡式：内平衡式：按膜片平

4、衡方按膜片平衡方式不同分类：式不同分类：外平衡式：外平衡式：当制冷剂流经蒸发器的阻力较小时，当制冷剂流经蒸发器的阻力较小时，最好用内平衡式热力膨胀阀最好用内平衡式热力膨胀阀当蒸发器阻力较大时，超过当蒸发器阻力较大时，超过0.03MPa时，应用外平衡式热力膨胀阀时，应用外平衡式热力膨胀阀作用：作用：利用蒸发器出口处制冷剂蒸气的过热度来利用蒸发器出口处制冷剂蒸气的过热度来调节制冷剂流量调节制冷剂流量。对高压制冷剂液体节流对高压制冷剂液体节流降压降压，使制冷剂一出阀孔就沸腾膨胀。，使制冷剂一出阀孔就沸腾膨胀。成为低温湿蒸气，再进入蒸发器。成为低温湿蒸气，再进入蒸发器。9.2.1 内平衡式热力膨胀阀内

5、平衡式热力膨胀阀结构组成：结构组成：适用范围：适用范围： 适合管内流动阻力相对较适合管内流动阻力相对较小的蒸发器。小的蒸发器。由阀体、推杆、阀座、阀由阀体、推杆、阀座、阀针、弹簧、调节杆、感温针、弹簧、调节杆、感温包、连接管、感应膜片等包、连接管、感应膜片等部件组成。部件组成。推杆推杆感温包感温包膜片膜片阀座阀座阀针阀针弹簧弹簧阀体阀体调节杆调节杆对制冷量的调节，是通对制冷量的调节，是通过膜片上的三个作用力过膜片上的三个作用力P Pg g、 P P0 0和和P Pw w的变化而自的变化而自动进行的。动进行的。在平衡状态下：在平衡状态下： Pg= P0+ Pw如制冷剂出蒸发器时的过热度升高：如制

6、冷剂出蒸发器时的过热度升高：Pg随之升高，则有随之升高，则有Pg P0+ Pw ，使膜片向下弯曲，通过推杆推动阀针增，使膜片向下弯曲，通过推杆推动阀针增大开启度，供液量增加；反之，阀逐渐关闭，供液量减少。大开启度，供液量增加；反之，阀逐渐关闭，供液量减少。工作过程：工作过程：PgP0Pw经节流后进入蒸发器经节流后进入蒸发器P0 0 ：经节流后的制冷剂压力：经节流后的制冷剂压力Pg g ：膜片上方推力（来：膜片上方推力（来自感温包感温工质的气自感温包感温工质的气体压力），即蒸发器出体压力），即蒸发器出口压力口压力Pw w ：弹簧当量压力：弹簧当量压力第9章 节流机构第9章 节流机构第9章 节流机

7、构9.2.2 外平衡式热力膨胀阀外平衡式热力膨胀阀适用范围：适用范围：适合蒸发器盘管阻力较大，一适合蒸发器盘管阻力较大，一般超过般超过0.03MPa时的场合。时的场合。1-平衡管接头；2-薄膜外室；3-感温包；4-薄膜内室；5-膜片；6-毛细管；7-上阀体；8-弹簧；9-调节杆；10-阀杆；11-下阀体；12阀芯；外平衡式热力膨胀阀的安装与工作原理在结构和安装上与内平衡式在结构和安装上与内平衡式的区别是：外平衡式阀膜片的区别是：外平衡式阀膜片下方的空间与阀的出口不连下方的空间与阀的出口不连通，而是用一根小直径的平通，而是用一根小直径的平衡管与蒸发器出口相连，这衡管与蒸发器出口相连，这样，作用于

8、膜片下方的制冷样，作用于膜片下方的制冷剂压力就不是节流后蒸发器剂压力就不是节流后蒸发器进口处的进口处的P0，而是蒸发器出，而是蒸发器出口处的压力口处的压力Pc，膜片受力平，膜片受力平衡时为衡时为Pg= Pc+ Pw，可见，可见，阀的开启度不受蒸发器盘管阀的开启度不受蒸发器盘管管内流动阻力的影响，从而管内流动阻力的影响，从而克服了内平衡式的缺点。克服了内平衡式的缺点。第9章 节流机构第9章 节流机构第9章 节流机构外平衡式热力膨胀阀外平衡式热力膨胀阀节流降压。将高压液态制冷剂节流降压。将高压液态制冷剂降压为低压气态制冷剂，控制降压为低压气态制冷剂，控制蒸发器的供液量。蒸发器的供液量。9.3 9.

9、3 毛细管毛细管 毛细管是最简单的节流装置，毛细管是一根有规定长度的直径很毛细管是最简单的节流装置，毛细管是一根有规定长度的直径很细的紫铜管，它的内径一般为细的紫铜管，它的内径一般为0.52mm，选择合适长度，加工成螺，选择合适长度，加工成螺旋状，以增大液体流动时的阻力。旋状，以增大液体流动时的阻力。 作用：作用：条件：条件：适用适用范围：范围：以毛细管作节流元件，要求以毛细管作节流元件，要求制冷系统有稳定的冷凝压力制冷系统有稳定的冷凝压力和蒸发压力。和蒸发压力。用于蒸发温度变化范围很小的小用于蒸发温度变化范围很小的小型全封闭式制冷装置中，一般用型全封闭式制冷装置中，一般用作电冰箱、空调器和小

10、型制冷装作电冰箱、空调器和小型制冷装置上使用的节流元件。置上使用的节流元件。原理：原理：流体沿管内流动时，由于管摩流体沿管内流动时，由于管摩擦阻力而产生压降，管径越小擦阻力而产生压降，管径越小或管子越长则流动阻力越大，或管子越长则流动阻力越大，流量就越小。流量就越小。毛细管中制冷剂压力及状态变化 当有一定过冷度的制当有一定过冷度的制冷剂液体进入毛细管冷剂液体进入毛细管后，会沿着流动方向后，会沿着流动方向产生压力和状态变化，产生压力和状态变化，过冷流体随压力的逐过冷流体随压力的逐步降低，先变为相应步降低，先变为相应压力下的饱和液体，压力下的饱和液体，这一段称这一段称液相段液相段，其，其压力降不大

11、，呈线性压力降不大，呈线性变化。变化。从出现第一个气泡开从出现第一个气泡开始至毛细管末端，均始至毛细管末端，均为气液共存段，该段为气液共存段，该段饱和蒸气含量沿流动饱和蒸气含量沿流动方向增加，因此压力方向增加，因此压力降呈非线性变化，越降呈非线性变化，越到毛细管的末端，其到毛细管的末端，其单位长度上的压力降单位长度上的压力降越大。越大。当压力降低至相应温度下的饱和压力时，就要产生当压力降低至相应温度下的饱和压力时，就要产生闪发现象，使流体自身蒸发降温，也就是随着压力闪发现象，使流体自身蒸发降温，也就是随着压力的降低，制冷剂的温度也相应降低，即降低至相应的降低，制冷剂的温度也相应降低，即降低至相

12、应压力下的饱和温度。压力下的饱和温度。第9章 节流机构毛细管作节流装置的特点：毛细管作节流装置的特点：（1 1）毛细管由紫铜管拉制而成，制造方便，）毛细管由紫铜管拉制而成，制造方便，价格低廉；价格低廉；（2 2）没有运动部件，本身不易产生故障和泄）没有运动部件，本身不易产生故障和泄漏；漏；（3 3）具有自补偿的特点，但补偿能力较小；）具有自补偿的特点，但补偿能力较小；（4 4）制冷压缩机停止运转后，制冷系统内的）制冷压缩机停止运转后，制冷系统内的高压侧压力和低压侧压力可迅速得到平衡，再高压侧压力和低压侧压力可迅速得到平衡，再次起动运转时，制冷压缩机的电动机起动次起动运转时，制冷压缩机的电动机起

13、动9.4 9.4 电子膨胀阀电子膨胀阀结构：结构：适用范围：适用范围：优点：优点：应用在应用在智能控制的变频式空调器智能控制的变频式空调器中。对于中。对于大功率变大功率变频空调频空调，必须采用电子膨胀阀为节流元件。，必须采用电子膨胀阀为节流元件。电子式膨胀阀是近年国内外新开发的产品电子式膨胀阀是近年国内外新开发的产品由检测、控制、执行三部分组成。由检测、控制、执行三部分组成。流量调节范围大；流量调节范围大；控制精度高；控制精度高；适用于智能控制；适用于智能控制；能适用于高效率的制冷剂流量的快速能适用于高效率的制冷剂流量的快速变化。变化。电磁式电磁式按驱动按驱动方式分方式分以电磁力为驱动源，传感器感受信号并传递给微电脑，以电磁力为驱动源，传感器感受信号并传递给微电脑，微电脑发出指令以调节驱动力，从而控制阀门的开度。微电脑发出指令以调节驱动力，从而控制阀门的开度。电动式电动式以电动机为驱动源控制阀门的开度。以电动机为驱动源控制阀门的开度。目前使用最多的是四极目前使用最多的是四极步进电动机驱动的电子步进电动机驱动的电子膨胀阀，该电子膨胀阀膨胀阀，该电子膨胀阀由微型计算机控制，由由微型计算机控制，由脉冲电动机驱动，制冷脉冲电动机驱动，制冷剂